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如果植物被侵犯了

跟两栖动物常年的厮杀相比,植物似乎与世无争,生活得和谐而宁静。但如果你仔细地观察它们,就会发现这些弱小生命的生活并不太平,因为几百万年来,贪婪的虫子就像《植物大战僵尸》里的僵尸,总在寻找着机会对植物下口。那么,这些不会跑也不会叫唤的植物就只能坐以待毙吗?情况并不是这样的,因为植物不是被动的受害者,它们已经进化出了强大的防御措施。

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战斗提前预备:释放化学弹

在《植物大战僵尸》里,豌豆射手是第一道防线,只要僵尸来犯,就会用豌豆回击。在真实的植物世界,在害虫进攻时,植物也会拉起第一道警告防线——释放化学弹。
如果一只昆虫咬了一口植物的叶子,叶子马上就会释放挥发物拉响警报,化学弹会告诉植物的其他部分,以及周围的植物邻居,开始准备火力反击。附近收到警报的叶子会一起释放茉莉酮酸酯激素,这种激素可以紧急制造各种针对虫子的“毒药”,形成植物的第一道火力线——化学武器反击。
不要小看这些化学武器,人类的许多药物,无论是娱乐的还是药用的,都是从植物这些化学武器中提取来的。比如,咖啡因实际上是咖啡植物对昆虫的防护剂,尼古丁是烟草植物的保护剂。这些成分或在动物体内有活性,影响它们的身体机能,或对细菌和其他微生物有毒性。
如果植物释放这些化学弹时遇上了大风大雨天气,使得周围的植物无法接到警告信息,那又怎么办呢?别急,还有土传真菌帮助它们。许多物种与土传真菌有共生关系,这些真菌侵入到植物根的外层,以植物存储的碳为食,反过来又帮助植物获得氮气和磷。土传真菌在成长后,会一步步壮大自己的实力,通过吐出长长的细丝状菌丝,殖民附近的其他植物,形成了植物间庞大的地下网络联系系统。
在豆类植物的实验中,研究者发现与土传真菌网络联结起来的其他植物依旧会释放出防御性的化学物质,没有相连的邻居却并没有意识到危险。这就是为什么即使植物的化学弹打不出去,周围的植物也已经做好战斗准备,因为土传真菌也已经将这一危险信息成功送出。

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寻求支援

人类在发起战争时,常常因为共同利益的关系,聚集盟军参战。植物在参战时,也会积极拉拢害虫的天敌前来支援。比如,当毛毛虫准备对欧洲玉米下口时,欧洲玉米接受到进攻信号后,会释放出β-石竹烯,这种物质的气味能招来寄生蜂,寄生蜂会产卵在毛毛虫身体里,使毛毛虫的进食速度放缓,进而食欲减退,帮助玉米逃过一劫。几周后卵从毛毛虫肚子里孵化出来时,毛毛虫也就一命呜呼了。当玉米根遭受毛毛虫袭击时,玉米根部还会释放β-石竹烯,招来捕食者蛔虫。
不过,有时植物寻求支援也会招来不受欢迎的客人。许多在美国种植的玉米失去了产生β-石竹烯的能力,使它们受不住昆虫的袭击。但研究者们恢复了玉米内部产生这种化学物质的基因后,它们的根部却开始感染病原霉菌,这种霉菌似乎错误地将β-石竹烯视作是邀请函。这使得玉米面临很尴尬的局面:要么屈服于霉菌对自己的损害,要么任由毛毛虫侵犯。

 

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设置陷阱

当小昆虫贪吃猪笼草分泌出的甜液时,就会被猪笼草的粘液粘住挣脱不掉,直至死亡。食虫草食人花散发腐败的气味诱惑昆虫,大概吃掉了10只新鲜的昆虫后,才会开出一朵艳丽的大花。但大多数的植物没有进化出这么可怕的陷阱,它们做得最多的,只是设置陷阱释放化学毒素来自保。
十字花科家族的植物(包括西兰花、白菜、芥菜),会储存一些看似无害的化学物——硫代葡萄糖苷在细胞区室里,旁边有一种叫做黑芥子酶的酶类,这两者中间由一层薄薄的细胞墙隔开。当一个不素之客来吃叶子时,它会破坏掉这堵细胞墙,这时黑芥子酶会和硫代葡萄糖苷发生反应产生化学毒素,使捕食者笼罩在毒物中,就是这些反应使得十字花科植物有点苦味并具有抗氧化剂的特性。
不过,只有当这些化学陷阱有效时,植物才会继续投入更多资源创造毒素。咬食的昆虫比如毛毛虫一般会触发了陷阱,使得植物提高毒素生产量。然而,吸食植物者比如蚜虫,习惯用针管吸食就可以避开这种陷阱,植物并不会浪费资源在这种无效的武器上。

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间谍游戏

在几百万年与虫子打交道的过程中,一些植物已经聪明到破译了敌人的交流密码,并成功地用它们来发送假信息。
比如,当蚜虫遭受攻击时会释放信息素β-金合欢烯,这个信息会告诉其他的蚜虫:我们被困,快点逃生。于是,植物在受到蚜虫攻击时,也会释放β-金合欢烯,通过模仿蚜虫的警告信息来吓退它们。
大部分植物释放的β-金合欢烯是与其他化合物混合在一起的,蚜虫在多次被骗后,已经学会忽视了它们。不过野生土豆已经找到改进这些信号的方法了,它们会在微小叶毛的末端上的球茎里储存大量的β-金合欢烯,当蚜虫登陆上叶子时,它的腿首先会被黏到有粘性的叶子表面,当蚜虫试图摆脱困局时,一个轻微的甩腿动作就会打破球茎,释放出高浓度的β-金合欢烯,拉响蚜虫的报警系统,警告周围的蚜虫不要轻举妄动。

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紧急救援

植物会受伤吗?这是一定的。植物会被人类不小心踩踏,或受到疾病和昆虫的攻击,或被食草动物嚼烂,这时,它们会散发出不同气味的混合物,这些混合物有的是对付昆虫的“毒药”,有的是用来疗伤的“解药”。比如,你如果将一片叶子撕开,叶子流出绿色的汁液,但随后汁液就会凝固,就像动物流血后又结疤止血一样。这是因为受伤的植物也会产生一种叫做损伤激素的创伤激素,能刺激细胞分化,“包扎”伤口,起到像动物伤口里血栓止血的作用,这些反应可以在被袭击的几分钟内发生,也就是说植物可以边包扎伤口边投入战斗。
除了“止血”,一些植物绿叶挥发物的化合物还会发挥“消炎”的作用,保护受伤的组织免受真菌的感染。在割草时,你闻到的新鲜草香,就是这种化合物的味道。它们也会向邻居释放警告信号,提醒危险正在面前,所以在你闻到浓浓的青草香时,可能植物间正在惊叫着告诉彼此:“危险!”
以昆虫的繁衍速度和贪吃能力,理论上可以吃掉自古以来的所有植物,而正是由于植物的反击能力和自救能力,才使得到现在昆虫只吃掉了全球植物量的10%。不过,昆虫已经开始针对植物的化学防御发展出解毒剂,包括中和毒素的能力,这个压力使植物也得发展出新的技能。就像红桃皇后理论说的“你只有不停地奔跑,才能停留在原地”的那样,你只有不断进化,才能生存下去。而植物和昆虫的军备竞赛还将继续升级下去。

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